AVANCÉES DANS LE DOMAINE DES VÉHICULES CONNECTÉS ET AUTONOMES - CONTEXTE ACTUEL ET TENDANCES FUTURES - ICTC
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AVANCÉES DANS LE DOMAINE DES VÉHICULES CONNECTÉS ET AUTONOMES CONTEXTE ACTUEL ET TENDANCES FUTURES Conseil des technologies de l’information et des communications et CAVCOE Mars 2020 Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 1
Avancées dans le domaine des
véhicules connectés et autonomes :
Contexte actuel et tendances futures
Conseil des technologies de l’information et des communications et
CAVCOE
Mars 2020
Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 2
SOMMAIRE Le présent document est un complément au livre blanc publié initialement par le CTIC en 2017 intitulé Les véhicules autonomes et l’avenir de l’emploi au Canada. Il explore les avancées réalisées au cours des dernières années, mettant l’accent sur l’infrastructure technologique et la communication entre véhicules, ainsi que l’impact élargi de la technologie des véhicules connectés et autonomes, y compris les répercussions sociales de haut niveau de la technologie sur le commerce, l’inclusion, l’accessibilité, l’éducation et la formation. Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 3
Table des matières Sommaire 3 Introduction 5 Technologie des véhicules connectés et autonomes 6 Secteurs axés sur la technologie 8 Communications par réseau 8 Conscience de l’environnement 10 Sécurité 12 Défis liés au déploiement 14 État de préparation du Canada 14 Répercussions sur la société 15 Jalons de l’industrie 17 Répercussions sur les entreprises 20 Réglementation des véhicules connectés et autonomes 22 Règlements provinciaux 22 Règlements nationaux 23 Conclusions 25 Recommandations 26 À propos des auteurs 28 Annexe A : Compétences et éducation 29 Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 4
Introduction Les véhicules connectés et autonomes (VCA) représentent une technologie transformatrice fondamentale qui aura un impact sur presque tous les aspects de la vie, que ce soit le public, le commerce ou le gouvernement. Dans un proche avenir, les VCA seront la base du transport dans les villes intelligentes, et leur impact sera des plus efficaces lorsqu’ils seront intégrés à l’infrastructure de transport urbain actuelle et émergente. Un véhicule autonome est décrit comme utilisant « une combinaison de capteurs, de contrôleurs et d’ordinateurs de bord ainsi qu’un logiciel avancé permettant au véhicule de commander au moins certaines fonctions de conduite à la place d’un conducteur humain ». Le niveau de perfectionnement varie, des véhicules non autonomes qui comptent entièrement sur un conducteur humain aux véhicules qui s’appuient uniquement sur des ordinateurs, sans mécanisme d’intervention humaine (à l’exception peut-être d’un bouton d’arrêt d’urgence). Transports Canada définit les véhicules connectés comme des véhicules qui « communiquent avec leur environnement au moyen de différents types de technologies de communication sans fil ». Les véhicules connectés et autonomes utilisent des réseaux sans fil et des capteurs pour obtenir des informations pertinentes sur la circulation et d’autres données cruciales pendant la conduite et sont contrôlés par des logiciels sophistiqués. Une structure de communication évolutive à bande passante suffisamment large est un facteur critique des VCA. Bon nombre des nouvelles avancées liées aux VCA supposent l’existence d’un réseau, caractérisé par une infrastructure de cinquième génération (5G). Ce document se veut un prolongement du document du CTIC intitulé Les véhicules autonomes et l’avenir de l’emploi au Canada (2017), préparé en collaboration avec le CAVCOE. Il met l’accent sur l’intégration de la technologie des véhicules autonomes dans l’environnement par le biais d’une infrastructure de communication de soutien, laquelle technologie englobe des répercussions sociales de haut niveau sur le commerce, l’inclusion, l’accessibilité, l’éducation et la formation. Il cible deux catégories de lecteurs : ceux des secteurs privé et public, les aidant ainsi à mieux comprendre les tendances et les impacts des VCA et les préparant à l’ère des VCA, ainsi que ceux de l’écosystème d’innovation, aidant les milieux de la recherche, du développement et des mises à l’essai à comprendre les utilisations liées aux VCA et les impacts du déploiement de la technologie. Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 5
Technologie des véhicules connectés et autonomes
Plusieurs pensent que les véhicules connectés et autonomes désignent les voitures
autonomes, alors que l’écosystème est en fait beaucoup plus large. Les VCA incluent les
suivants :
• les voitures automobiles;
• les navettes automatisées (dont bon nombre sont utilisées quotidiennement dans
le monde);
• l’équipement lourd hors route pour l’exploitation minière, l’agriculture, la foresterie
et la construction (un secteur très avancé en matière d’automatisation);
• les camions;
• les véhicules de service non passagers pour la livraison de colis, la collecte des
ordures, le déneigement, etc.;
• les drones pour la livraison de marchandises, le travail policier, l’inspection des
infrastructures, etc. (des véhicules aériens plus grands sans pilote humain et
transportant des passagers pourraient être déployés au cours de la prochaine
décennie).
Ces applications utilisent généralement un ensemble commun de technologies :
• des systèmes de traction à piles et à l’électricité;
• des plateformes informatiques, des logiciels pour un contrôle en temps réel, des
outils d’intelligence artificielle, de l’info-divertissement à bord, et des logiciels de
communication et de cybersécurité;
• des outils de connectivité aux infrastructures de communication;
• des systèmes de détection et d’évitement;
• des systèmes de navigation, y compris de localisation et de cartographie
simultanées;
• des capteurs, y compris des systèmes de vision, des radars à courte et à longue
portée, et des systèmes de détection et de télémétrie par ondes lumineuses.
Les technologies de ces cas pratiques sont similaires, mais elles sont développées
pour différentes spécifications techniques. (Le présent rapport traite principalement des
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voitures automobiles, mais d’importantes activités se déroulent dans d’autres secteurs.)
Les véhicules connectés et autonomes sont une combinaison de dispositifs de l’Internet
des objets (IdO) et de capacités de réseautage permettant de communiquer avec
l’environnement physique et numérique immédiat. Selon les fonctionnalités prises en
charge, un véhicule connecté peut être en mesure de communiquer avec :
• les occupants des véhicules, les occupants d’autres véhicules, des appareils
connectés (p. ex. téléphones cellulaires) et des piétons;
• des applications basées sur Internet;
• les systèmes de gestion des identifiants de sécurité, une solution de sécurité des
messages pour les communications de véhicule à véhicule (V2V) et de véhicule à
infrastructure (V2I);
• l’infrastructure physique de transport avoisinant (p. ex. contrôleur des feux
de signalisation, infrastructure routière, centres de gestion de la circulation,
plateformes informatiques et infonuagiques locales).
Figure 1: Feuille de route d’adoption de la 5G (Source originale : 5GAA)
Les VCA seront capables de communiquer les uns avec les autres en temps réel,
transmettant automatiquement des données, comme la vitesse, la position et la
direction, et lancer des alertes en cas de collision imminente.
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Secteurs axés sur la technologie
Les récentes avancées en recherche sur les VCA portaient surtout sur l’infrastructure
et les mécanismes de communication qui permettront le contrôle des VCA et les
interactions avec leur environnement (figure 1). La reconnaissance des obstacles
(véhicules, structures civiles, humains, animaux) en fait partie. Pour soutenir cette
capacité, plusieurs secteurs clés sont pertinents pour la discussion :
• les communications (p. ex. véhicule à véhicule, véhicule à infrastructure);
• la sécurité des véhicules et de l’infrastructure;
• le contrôle aux intersections;
• l’évitement des collisions;
• la détection et la protection des piétons.
Figure 2: Communications dédiées à courte portée (Source originale : Ligo, A., et Peha,
J.M., Spectrum Policies for Intelligent Transportation Systems (1er septembre 2017). 45e
Conférence de recherche sur les communications, l’information et la politique Internet
2017)
Communications par réseau
• Les VCA nécessitent un flux de données afin d’établir un protocole approprié pour
les événements routiers. L’information peut provenir de nombreuses sources,
notamment des panneaux routiers, des stations de radio et des applications pour
téléphones intelligents.
La communication entre véhicules permet à ces derniers d’échanger (et possiblement
de transmettre) de l’information les uns avec les autres concernant divers changements
environnementaux, comme les dangers routiers, les conditions météorologiques et la
congestion routière1. En plus de soutenir la mobilité autonome, la National Highway
Traffic Safety Administration, qui fait partie du département des Transports des États-
Unis, prédit que l’application efficace des communications véhicule à véhicule et
véhicule à infrastructure pourrait potentiellement réduire ou éliminer jusqu’à 80 p. 100
des collisions de tout type (à l’exclusion de la conduite avec facultés affaiblies)2. Dans
1 Fang, J., Xu, R., Yang, Y., Li, X., Zhang, S., Peng, X., Liu, X. (Octobre 2017). Introduction and simulation of dedicated short range
communication. Dans 2017 IEEE 5th International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC-Beijing) (p. 1-10). IEEE.
2 NHTSA, 2017. Traffic Safety Facts, 2015 Data : Pedestrians. NHTSA, Washington D.C.
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la littérature sur les VCA, deux autres formes de communication des véhicules sont incluses dans les systèmes de transport intelligents : véhicule à piéton et véhicule à réseau. Tous ces mécanismes de communication sont collectivement appelés véhicule connecté à tout. La communication des véhicules connectés à tout s’appuie surtout sur les technologies sans fil. Les communications dédiées à courte portée (CDCP) sont un type de technologie sans fil développée pour la plateforme automobile, laquelle est surtout utilisée dans les VCA (figure 2). La CDCP est la voie qui permet aux VCA de communiquer les uns avec les autres ainsi qu’avec l’infrastructure. La technologie utilise des radiofréquences qui se situent dans une portée de bande de 5,9 GHz, laquelle est contrôlée et attribuée aux États-Unis par la Commission fédérale des communications (FCC). La portée des CDCP s’étend à un maximum de 500 pieds, peu importe les conditions météorologiques3. La norme de l’Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens des États-Unis pour la CDCP (IEEE 802.11p) a été établie et adoptée par le département des Transports des États-Unis, en plus de différents constructeurs automobiles, notamment General Motors, Toyota et Volkswagen4. Figure 3 : Infrastructure cellulaire des véhicules connectés à tout (Source originale : Qorvo Inc.) Le système de CDCP comprend deux principales composantes matérielles : une unité de bord, appelée équipement de bord, et une unité en bordure de route5. Les données des véhicules sont agrégées de façon centralisée par les unités de bord et peuvent 3 Lee, S., Lim, A. (2013). An empirical study on ad hoc performance of DSRC and Wi-Fi vehicular communications. International Journal of Distributed Sensor Networks, 9(11), 482695. 4 Jiang, D., Delgrossi, L. (Mai 2008). IEEE 802.11p : Towards an international standard for wireless access in vehicular environments. Dans VTC Spring 2008-IEEE Vehicular Technology Conference (p. 2036-2040). IEEE. 5 Fang, J., Xu, R., Yang, Y., Li, X., Zhang, S., Peng, X., Liu, X. (Octobre 2017). Introduction and simulation of dedicated short range communication. Dans 2017 IEEE 5th International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC-Beijing) (p. 1-10). IEEE. Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 9
être utilisées pour modérer les conditions dans l’environnement, comme la congestion routière, un effet attribuable aux conducteurs humains6. Les CDCP des véhicules connectés à tout comportent une importante limite : leur faible adaptabilité. Dans la circulation dense et de proximité, le système est incapable de fournir des caractéristiques satisfaisantes en temps probabiliste7,8. Les CDCP sont conçues pour la transmission rapide des messages de sécurité de base à courte portée et supportent les voies de communication à large bande passante et de faible latence nécessaires pour les applications de pointe des véhicules connectés à tout, comme la conduite autonome. Le réseau cellulaire 5G des véhicules connectés à tout est une infrastructure de communication concurrentielle de grande capacité, dont les produits l’intégrant devraient arriver sur le marché après 2020 (figure 3). Contrairement aux CDCP et à la technologie d’évolution à long terme du 3rd Generation Partnership Project (3GPP), le réseau cellulaire 5G des véhicules connectés à tout offre une vitesse de rendement et une fiabilité hautement supérieures (99,999 p. 100), une plus longue portée (ligne visuelle de 443 mètres et une ligne d’observation indirecte de 107 mètres), et une très faible latence (10 millisecondes de bout en bout et 1 milliseconde en direct)9,10. Comme les CDCP, le réseau cellulaire 5G des véhicules connectés à tout offre des services de message direct parmi les VCA, permettant une communication à courte portée lorsque aucune tour cellulaire n’est disponible. Ce réseau cellulaire permettra d’activer des caractéristiques plus avancées dans les VCA, comme la conduite autonome et la circulation en peloton sur l’autoroute, comparativement aux CDCP qui sont essentiellement conçues pour supporter des applications de sécurité de base. De plus, le réseau cellulaire 5G des véhicules connectés à tout a considérablement augmenté la vitesse de rendement et la fiabilité et réduit la latence. Des intervenants de l’industrie évaluent présentement ce réseau cellulaire dans des environnements d’essai afin d’en vérifier le rendement et de le comparer en tant que solution de rechange aux CDCP. Conscience de l’environnement Feux de circulation et navigation aux intersections Les intersections et les feux de circulation ont un lien étroit avec les accidents automobiles. La nécessité d’installer des feux de circulation aux intersections diminue dans un environnement supportant les VCA. Le contrôle d’une intersection comprend deux approches possibles : le contrôle centralisé, pour lequel l’infrastructure est responsable des décisions relatives à la circulation, ou le contrôle décentralisé, pour lequel les VCA qui communiquent entre eux prennent des décisions relatives à la circulation. Des recherches ont été réalisées sur l’utilisation de l’intelligence artificielle, grâce à laquelle le contrôle d’une intersection routière isolée se fait par le biais des 6 NHTSA, 2016. U.S. DOT Advances Deployment of Connected Vehicle Technology to Prevent Hundreds of Thousands of Crashes. NHTSA, Washington D.C. 7 Campolo, C., Vinel, A., Molinaro, A., Koucheryavy, Y. (2010). Modeling broadcasting in IEEE 802.11 p/WAVE vehicular networks. IEEE Communications letters, 15(2), 199-201. 8 Van Eenennaam, M., Wolterink, W.K., Karagiannis, G., Heijenk, G. (Octobre 2009). Exploring the solution space of beaconing in VANETs. Dans 2009 IEEE Vehicular Networking Conference (VNC) (p. 1-8). IEEE. 9 Papathanassiou, A., Khoryaev, A. (2017). Cellular V2X as the essential enabler of superior global connected transportation services. IEEE 5G Tech Focus, 1(2), 2017. 10 Sahin, T., Klugel, M., Zhou, C., Kellerer, W. (2018). Virtual cells for 5G V2X communications. IEEE Communications Standards Magazine, 2(1), 22-28. Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 10
VCA qui communiquent avec un agent autonome11. Une approche similaire utilise un contrôleur des intersections plus avancé basé sur des réservations pour les VCA12. Le contrôle automatisé de la vélocité du véhicule peut minimiser la probabilité que deux VCA ou plus arrivent à une intersection en même temps. Les trajectoires contrôlées des VCA qui utilisent des systèmes de régulateur de vitesse adaptatif coopératif peuvent permettre d’éviter les collisions et de minimiser les délais aux intersections isolées13. Un algorithme de commande coopérative centralisée des véhicules aux intersections a été proposé pour les VCA seulement aux intersections isolées sans virage14. Évitement des collisions Les capacités de communication de véhicule à véhicule, de véhicule à infrastructure et de véhicule à piéton permettent une conscience situationnelle cruciale. Présentement, l’évitement des collisions dépend de la réaction du conducteur, des capteurs et du système d’évitement des collisions du véhicule. Qu’il s’agisse de braquer le volant, de freiner ou d’une combinaison des deux, un VCA doit être en mesure de réagir à des circonstances similaires. Si les véhicules peuvent communiquer les uns avec les autres, leur coopération peut servir à réduire les accidents impliquant un seul véhicule ou les collisions impliquant plusieurs véhicules15. Si un véhicule autonome ne peut pas éviter une collision, le véhicule impliqué dans l’accident pourrait transmettre une demande aux véhicules avoisinants pour qu’ils modifient leur vitesse et leur position. D’importantes recherches ont été entreprises dans le domaine de l’évitement coopératif des collisions, une approche qui mise sur la technologie des communications des véhicules connectés à tout pour créer des algorithmes d’évitement de collisions en temps réel et une prise de décisions collaborative16. Tout aussi applicables, dans le cas de conditions environnementales comme une « observation indirecte » ou un climat rigoureux, les capacités de sécurité des communications entre véhicules peuvent corriger les lacunes des systèmes de sécurité à capteurs qui sont rendus inefficaces. Sécurité des piétons La sécurité des piétons représente un défi de taille à l’adoption des VCA en raison du risque élevé de blessure et de décès advenant un accident entre un piéton et un véhicule. Dans le contexte des avancées continues des fonctions autonomes d’évitement de collisions et des limites fondamentales des capacités humaines et des temps de réaction, les VCA pourraient s’avérer plus sécuritaires pour les piétons que les conducteurs humains. La détection des piétons est l’une des tâches les plus complexes de la technologie des VCA à maîtriser. Bien que les mouvements de base des piétons 11 Dresner, K., Stone, P. (2008). A multiagent approach to autonomous intersection management. Journal of artificial intelligence research, 31, 591-656. 12 Huang, S., Sadek, A.W., Zhao, Y. (2012). Assessing the mobility and environmental benefits of reservation-based intelligent intersections using an integrated simulator. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 13(3), 1201-1214. 13 Zohdy, I.H., Kamalanathsharma, R.K., Rakha, H. (Septembre 2012). Intersection management for autonomous vehicles using iCACC. Dans 2012 15th international IEEE conference on intelligent transportation systems (p. 1109-1114). IEEE. 14 Lee, J., Park, B. (2012). Development and evaluation of a cooperative vehicle intersection control algorithm under the connected vehicles environment. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 13(1), 81-90. 15 Gelbal, S.Y., Zhu, S., Anantharaman, G.A., Guvenc, B.A., Guvenc, L. (2019). Cooperative Collision Avoidance in a Connected Vehicle Environment (No. 2019-01-0488). Rapport technique de SAE. 16 Hafner, M.R., Cunningham, D., Caminiti, L., Del Vecchio, D. (2013). Cooperative collision avoidance at intersections: Algorithms and experiments. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 14(3), 1162-1175. Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 11
peuvent être modélisés par une dynamique rudimentaire simplifiée, les décisions et
les actions des humains peuvent être assez erratiques et imprévisibles, nécessitant
ainsi que le système de détection des piétons des VCA tienne compte des nombreuses
possibilités de mouvements des piétons.
Grâce à la récente vague d’avancées technologiques en matière d’apprentissage
machine et de vision par ordinateur, le transfert de certaines de ces techniques dans
les VCA sera avantageux. Dans le domaine de l’intelligence artificielle, une forme
d’apprentissage machine appelé réseaux neuronaux convolutifs a été utilisée pour
déterminer la réaction appropriée d’un véhicule en se fondant sur l’anticipation des
mouvements des piétons17. La segmentation et l’analyse d’images pour estimer la
direction et la vélocité des prochains mouvements en sont un exemple type. À la couche
d’entrée, les réseaux neuronaux convolutifs reçoivent l’encodage d’une image et utilise
la propagation avant et arrière des valeurs par le biais des couches neuronales pour
générer des pondérations qui calculent une schématisation pour la couche de sortie.
De récentes expériences de mises à l’essai d’architectures de réseaux neuronaux
convolutifs pour anticiper les mouvements des cadres séquentiels ont généré un
rendement de reconnaissance d’une précision de 94 p. 100 pour la phase de validation18.
Même si des essais approfondis doivent encore être menés et qu’il demeure de
nombreux défis, l’intégration de l’intelligence artificielle dans les VCA est prometteuse19.
Sécurité
Comme pour toute avancée technologique importante, la nécessité de sécuriser la
plateforme, la voie de communication et l’intégrité des données est primordiale. Les
VCA, comme toutes les plateformes d’infrastructure informatique et de communication,
sont vulnérables à deux formes d’attaques : passives et actives. Quelques exemples sont
présentés ci-après.
Les attaques passives interceptent l’information transférée entre un VCA et un autre
point de communication.
• Par exemple, un VCA enverra un message contenant la vélocité, l’emplacement,
le pseudonyme (p. ex. Va ou Vb) de la voiture, et d’autres informations pour
alerter les autres véhicules à proximité pour des raisons de sécurité. Les auteurs
d’une attaque pourraient écouter secrètement les informations concernant
l’emplacement et le pseudonyme d’une voiture en vue de la sélection initiale d’une
voiture cible20.
Les attaques actives peuvent comprendre la mystification de données incorrectes,
le renvoi d’un message précédent pour obtenir des clés de système validées, la
modification par message de données pertinentes, ou le refus de service qui empêche le
transfert de données sur un serveur affecté où la transmission de données est cruciale.
• Les signaux GPS sont vulnérables aux tentatives de brouillage malicieuses
17 Dominguez-Sanchez, A., Cazorla, M., Orts-Escolano, S. (2017). Pedestrian movement direction recognition using convolutional
neural networks. IEEE transactions on intelligent transportation systems, 18(12), 3540-3548.
18 Dominguez-Sanchez, A., Cazorla, M., Orts-Escolano, S. (2017). Pedestrian movement direction recognition using convolutional
neural networks. IEEE transactions on intelligent transportation systems, 18(12), 3540-3548.
19 Cunneen, M., Mullins, M., Murphy, F. (2019). Autonomous vehicles and embedded artificial intelligence: The challenges of framing
machine driving decisions. Applied Artificial Intelligence, 33(8), 706-731.
20 Yu, R., Zhang, Y., Gjessing, S., Xia, W., Yang, K. (2013). Toward Cloud-Based Vehicular Networks with Efficient Resource
Management. IEEE Network.
Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 12puisque leurs niveaux de puissance sont faibles après l’atténuation par longue
distance. En utilisant un signal de brouillage comme attaque active, le GPS peut
être neutralisé et devient alors inefficace. Le danger serait alors l’incapacité de
déterminer quand et où arrêter sans le signal de localisation21.
• Une attaque active peut toucher le système de transport intelligent tout autant
que les VCA. Le changement de distance entre les véhicules autonomes pourrait
perturber le flux de trafic ou considérablement accroître le risque d’accident22.
Dans le cas de l’attaque de mystification23 d’un système mondial de navigation par
satellite (GNSS), des signaux de diffusion illégitimes erronément considérés comme
fiables peuvent délibérément mal informer un véhicule. Les auteurs de l’attaque peuvent
brouiller le signal GNSS original, amenant ainsi le destinataire à chercher et à acquérir le
mauvais signal plutôt que le signal approprié24.
21 Ozdemir, S.S., Aksoy, E. (Novembre 2017). GPS jamming mitigation through Taguchi’s optimization method. Dans 2017 25th
Telecommunication Forum (TELFOR) (p. 1-4). IEEE.
22 Ghanavati, M., Chakravarthy, A., Menon, P.P. (2017). Analysis of automotive cyber-attacks on highways using partial differential
equation models. IEEE Transactions on Control of Network Systems, 5(4), 1775-1786.
23 La mystification renvoie au fait de maquiller une communication provenant d’une source inconnue en une source connue et fiable.
24 Psiaki, M.L., et Humphreys, T.E. (2016). GNSS spoofing and detection. Proceedings of the IEEE, 104(6), 1258-1270.
Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 13Défis liés au déploiement D’une certaine façon, l’année 2020 ressemble à l’année 1908, alors que débutait la production de masse du modèle T de Ford. Henry Ford était indubitablement un grand inventeur et entrepreneur, mais il n’avait probablement pas prévu l’énorme impact qu’aurait l’automobile au XXe siècle. Or, les changements apportés par l’automobile ont eu une incidence sur les particuliers, les villes, les infrastructures, les entreprises et les gouvernements, ont mené à la création de plusieurs grandes industries, dont celles de l’automobile, du pétrole, de la restauration et de l’hébergement, en plus de permettre le développement des voyages. En outre, au fil du siècle, la construction d’infrastructures a été privilégiée et d’importantes ramifications sociales ont été observées. Tout compte fait, l’impact des VCA au XXIe siècle sera aussi vaste et profond que celui de l’avènement de l’automobile au XXe siècle. État de préparation du Canada En 2018, la firme KPMG a publié l’indice de préparation aux véhicules autonomes pour classer les pays qui se disaient prêts pour les véhicules autonomes. Les pays sont classés en fonction des quatre piliers faisant partie intégrante de la capacité d’un pays à adopter et à intégrer les véhicules autonomes, à savoir les politiques et les lois, la technologie et l’innovation, l’infrastructure, et l’acceptation par les consommateurs25. En 2018, le Canada s’est classé au 7e rang, derrière les Pays-Bas, Singapour, les États- Unis, la Suède, le Royaume-Uni et l’Allemagne. En 2019, le Canada a reculé de 5 places, se classant au 12e rang, derrière les Pays-Bas, Singapour (ces deux pays sont demeurés à la tête du classement au cours de cette deuxième année), la Norvège, les États-Unis, la Suède, la Finlande, le Royaume-Uni, l’Allemagne, les Émirats arabes unis, le Japon et la Nouvelle-Zélande. Selon le rapport de KPMG publié en 2019, les points forts du Canada incluaient notamment une main-d’œuvre de grande qualité et le solide leadership de son gouvernement. Ce leadership émane de différents ordres de gouvernement qui voient les avantages potentiels de la productivité économique, de l’équité sociale et des activités commerciales26. Dans ce rapport, le Canada est classé au premier rang pour les initiatives pilotes relatives aux VCA financées par le gouvernement et au deuxième rang (derrière le Royaume-Uni) pour la création d’un environnement de données ouvert. Son 25 https://assets.kpmg/content/dam/kpmg/xx/pdf/2018/01/avri.pdf 26 https://assets.kpmg/content/dam/kpmg/xx/pdf/2019/02/2019-autonomous-vehicles-readiness-index.pdf Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 14
étendue géographique et le développement d’infrastructures pour les régions urbaines et éloignées représentent les principaux défis du Canada. Le recul du Canada dans ce classement est dû en partie à sa faible cote pour les infrastructures, particulièrement le manque de couverture des services de quatrième génération et de bornes de recharge pour les véhicules électriques. Répercussions sur la société L’avantage le plus important du déploiement des VCA sera la réduction du nombre de décès, de blessures et de collisions sur les routes. D’après une étude américaine, 93 p. 100 des collisions routières sont attribuables partiellement ou entièrement à une erreur humaine. Il est important de comprendre que les VCA n’élimineront pas complètement les accidents puisque au moins 7 p. 100 des collisions se produiraient quand même, que le conducteur soit un humain ou un ordinateur. Après le plein déploiement des VCA, le nombre de décès et de blessures causés par des accidents de la route devrait diminuer d’environ 80 p. 100 par rapport aux niveaux de 2020. Il est donc possible de conclure les véhicules autonomes seront beaucoup plus sécuritaires que les conducteurs humains, mais qu’ils ne seront jamais parfaits. Le plus grand impact négatif potentiel pourrait être la suppression d’emplois et les perturbations sociales qui en résulteront27. Récemment, la mise en place de plateformes de covoiturage comme Uber a entraîné des affrontements entre les chauffeurs de taxis traditionnels et les fournisseurs de services de covoiturage. La proposition d’un projet pilote visant à mettre en service une navette automatisée à Columbus, en Ohio, en est un autre exemple : elle a entraîné une menace de grève de la part du syndicat des employés du transport en commun. En plus de la suppression d’emplois, cette nouvelle ère entraînera également la création de nombreux nouveaux emplois, particulièrement dans le secteur des technologies, ainsi que des changements importants touchant la main-d’œuvre de l’avenir. Prenons l’exemple des techniciens en entretien et réparation de véhicules qui ont reçu une formation notamment sur les moteurs à combustion interne et les systèmes hydrauliques. Dans un avenir rapproché, ces travailleurs auront besoin de posséder une expertise des transmissions électriques, des grands systèmes de batteries et des ordinateurs de bord, ainsi que des anciens systèmes. Les collèges et les instituts canadiens, ainsi que leurs associations, étudient déjà le rôle important qu’ils joueront dans le développement des compétences des futurs travailleurs. L’un des principaux avantages du déploiement des VCA sera la possibilité d’améliorer la mobilité des personnes âgées et des personnes handicapées. Un rapport publié en 2019 par ITS America examine cette question en détail28. Il y aura un besoin pressant d’élaborer des normes visant à assurer l’optimisation des VCA pour les personnes ayant une incapacité. L’une des conséquences les plus controversées de l’amélioration de la sécurité nous amène à poser la question suivante : qui pourra conduire? Si les futures statistiques confirment que les ordinateurs sont de meilleurs conducteurs et provoquent moins 27 Par exemple, il y a 200 ans, des rouets à filer semi-autonomes ont été introduits dans le nord de l’Angleterre, entraînant l’opposition des luddites originaux qui résistaient au changement et détruisaient ces nouvelles machines dernier cri. 28 Bayless, S., Davidson, S. « Driverless Cars and Accessibility ». Intelligent Transportation Society of America (ITS), avril 2019. https://static1.squarespace.com/static/596fb16003596e0fa70a232f/t/5c9bab319b747a61663ac9bc/1553705778370/ITSAmerica_ Driverless+Cars+Accessiblity+Mobility_April2019.pdf Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 15
d’accidents que les humains, il faudra peut-être débattre de la nécessité d’interdire les
conducteurs humains et se demander s’il est éthique de permettre aux humains de
continuer de conduire, causant des décès et des blessures, alors qu’il existe une solution
technologique meilleure et plus sûre.
Il y aura aussi de nombreuses autres répercussions socioéconomiques. L’arrivée de
véhicules autonomes, connectés et électriques apportera de nombreux changements
dans nos vies au cours des 10 à 20 prochaines années.
• Les stations-service et les centres d’entretien de véhicules commenceront à
disparaître après l’arrivée des véhicules électriques, lesquels ne nécessitent pas
d’essence et n’ont besoin que d’un entretien minimal. En 2019, une station-service
du Maryland a été entièrement transformée en centre de recharge pour véhicules
électriques.
• La collecte des ordures se fera de plus en plus à l’aide de véhicules autonomes.
• De petits aéronefs électriques sans pilote seront mis en service pour les vols à
courte distance entre deux villes.
• Le nombre de propriétaires de véhicules diminuera à mesure que les gens seront
attirés par les bas prix et la commodité des taxis autonomes, souvent appelés
« microtransport en commun » ou « mobilité en tant que service ».
o L’analyse de rentabilisation des réseaux de transport en commun sera
elle aussi affaiblie par le microtransport en commun, à mesure que les
navetteurs opteront pour la commodité d’un trajet porte-à-porte utilisant
un seul mode de transport. L’achalandage et les revenus des réseaux de
transport en commun diminueront. Cette tendance s’est déjà amorcée
comme en témoigne la popularité croissante des services de covoiturage
qui accaparent une part de marché du transport en commun.
• Il y aura moins de stationnements et de garages puisque le déploiement de taxis
autonomes entraînera une diminution des besoins en stationnement.
• Presque tous les ministères de tous les ordres de gouvernement seront touchés,
notamment les ministères du Revenu, de la Santé, de la Sécurité nationale, des
Politiques industrielles et de la Planification urbaine.
• Les services de police seront configurés autrement et leurs budgets seront
affectés différemment. Une étude américaine révèle que 53 p. 100 des
interactions du public avec la police étaient dues à des questions de circulation,
dont des collisions, des excès de vitesse, des distractions au volant, et le non-
respect des feux rouges et des arrêts. Comme les VCA sont plus sécuritaires
(et plus respectueux des lois), le nombre d’agents de la circulation nécessaires
diminuera.
• La qualité de l’air dans les villes canadiennes s’améliorera puisqu’il y aura
beaucoup moins de moteurs à combustion interne.
Cette section sur les questions socioéconomiques ne serait pas complète sans un coup
d’œil à l’acceptation des VCA par le grand public. Les études menées jusqu’à présent
concluent que la majorité des gens sont mal à l’aise à l’idée de se promener dans un
Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 16véhicule autonome. Cela dit, si nous demandions à des personnes s’apprêtant à monter à bord d’un train dans une gare ferroviaire du Canada dans les années 1920 si elles accepteraient de voyager dans l’une de ces nouvelles et étranges machines volantes, la plupart d’entre elles répondraient probablement catégoriquement qu’elles préfèrent demeurer sur la terre ferme. Pourtant, l’extraordinaire est devenu ordinaire au début du XXe siècle. Jalons de l’industrie L’année 2019 a été une bonne année pour l’écosystème canadien des VCA et les préparatifs en vue de leur déploiement. Cette section en présente quelques faits saillants. La province de l’Ontario poursuit son objectif de devenir une destination de choix pour les technologies des véhicules autonomes. En 2017, l’Ontario a décidé d’investir 80 millions de dollars sur 5 ans en lançant le Réseau d’innovation pour les véhicules automatisés (RIVA), une zone de démonstration unique permettant aux chercheurs de perfectionner leurs technologies et de tester les automobiles autonomes dans une vaste gamme de scénarios de circulation et de conditions météorologiques29. Ottawa a été désignée l’un des six sites régionaux de développement de technologies financés par le RIVA30. La piste d’essai L5 d’Ottawa a été ouverte en mai 2019. Financée par les trois ordres de gouvernement, la piste L5 est un site de 1 660 acres doté de 16 kilomètres de routes ainsi que de plusieurs laboratoires et bâtiments. Elle est utilisée pour tester la cybersécurité, la conduite dans de mauvaises conditions météorologiques et l’interopérabilité entre véhicules31. QNX, une filiale de BlackBerry, a été l’une des premières entreprises à ouvrir un centre d’essai pour véhicules autonomes au Canada. En février 2019, elle a annoncé qu’elle allait investir 310,5 millions de dollars à son siège social d’Ottawa pour développer des logiciels destinés aux VCA et de la formation axée sur l’acquisition de nouvelles compétences32.BlackBerry QNX compte utiliser ces fonds pour mettre au point de nouveaux systèmes de contrôle automatisés, perfectionner et sécuriser les communications dans les véhicules, améliorer la sécurité des véhicules en développant son système avancé d’aide à la conduite, ainsi que concevoir et utiliser des voitures concepts comme laboratoires pour la mise au point de technologies et de logiciels33. BlackBerry prévoit que cet investissement créera 800 nouveaux emplois et 1 000 places dans des programmes coopératifs et maintiendra 300 emplois au cours des 10 prochaines années34. Le Fonds stratégique pour l’innovation du Canada a consacré un investissement supplémentaire de 40 millions de dollars à ce projet de recherche et de développement. En Alberta, le développement et le déploiement des VCA ont connu un essor, alors que des activités de mise à l’essai de VCA ont eu lieu à Edmonton, à Calgary, à Wetaskiwin et à Beaumont, grâce au financement du gouvernement albertain et à des campagnes de sensibilisation35. En 2018, une navette électrique autonome de 12 places se déplaçant à une vitesse maximale de 12 km/h a été mise en service à Edmonton et à Calgary sur de 29 https://news.ontario.ca/opo/fr/2017/11/lontario-cree-des-debouches-grace-aux-voitures-de-demain.html 30 https://www.avinhub.ca/fr/sites-regionaux-de-developpement-de-technologies/ 31 https://electricautonomy.ca/2019/09/17/canadas-autonomous-vehicle-pilots/ 32 https://business.financialpost.com/technology/blackberry-to-get-40m-in-federal-funds-to-support-self-driving-car-development 33 https://www.toronto.ca/legdocs/mmis/2019/ie/bgrd/backgroundfile-138569.pdf 34 https://pm.gc.ca/fr/nouvelles/communiques/2019/02/15/des-investissements-linnovation-automobile-contribueront-rendre 35 https://www.mondaq.com/canada/Transport/822618/The-Sensor-The-State-Of-Autonomous-Vehicles-In-Alberta Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 17
courts itinéraires fixes. En 2019, une navette électrique autonome semblable a été mise à l’essai à Vancouver et à Surrey, en Colombie-Britannique, pendant de courtes périodes. En mai 2019, la ville de Beaumont, en Alberta, a présenté au public, en partenariat avec la société Pacific Western Transportation et pour la première fois au Canada, les plus récentes technologies de conduite autonome en intégrant une navette électrique autonome à la circulation mixte de véhicules et de piétons sur un tronçon d’un kilomètre sur l’une des routes principales de la ville36. La ville de Toronto a commencé à adapter ses stratégies en matière de planification urbaine et d’utilisation du territoire pour les préparer à l’arrivée des VCA. Depuis 2015, Toronto, en partenariat avec plusieurs organisations locales, provinciales, nationales et internationales, se prépare à l’arrivée des véhicules automatisés. Depuis 2015, Toronto, en partenariat avec plusieurs organisations locales, provinciales, nationales et internationales, se prépare à l’arrivée des véhicules automatisés. En 2019, la ville a divulgué son plan tactique pour les véhicules automatisés, lequel décrit la façon dont elle se préparera à l’arrivée des VCA dans les rues et le transport en commun de la ville, ainsi que dans le cadre de la prestation des services municipaux37. Ayant été désignée comme l’un des six sites régionaux de développement de technologies financés par le RIVA38, Hamilton ouvrira une zone de mise à l’essai publique des VCA au printemps 2020, afin de permettre aux jeunes entreprises et aux partenaires locaux de mettre à l’essai des systèmes connectés et autonomes, ainsi que leurs interactions. La principale technologie mise à l’essai sera une intelligence artificielle capable d’analyser les interactions entre les véhicules, les piétons et les cyclistes39. La ville de Toronto, la Commission de transport de Toronto et Metrolinx envisagent de lancer un projet pilote de navette automatisée pour relier les résidents locaux à la station Rouge Hill du réseau GO Transit pendant l’heure de pointe. Le service devrait débuter à l’automne 2020 et durer de 6 à 12 mois. Le service sera assuré par une petite navette autonome circulant sur des rues résidentielles qui ne sont actuellement pas desservies par le transport en commun40. Du 21 juin au 4 août 2019, le groupe Transdev et la ville de Montréal se sont associés pour déployer un service de transport en commun par navettes autonomes dans un environnement urbain dense et une circulation normale. Le trajet de 1,4 km reliant la station de métro du Parc olympique de Montréal au populaire marché Maisonneuve prenait environ 6 minutes à parcourir, les véhicules se déplaçant à une vitesse moyenne de 15 km/h. Les navettes autonomes d’EasyMile ont circulé dans des conditions normales de circulation quotidienne, traversant des intersections équipées de feux de circulation intelligents communiquant avec les navettes41. La division de transport PIT Group de FPInnovations, Transports Canada, l’Université d’Auburn et Minimax Express Transportation ont collaboré à la réalisation du tout premier essai sur route de véhicules commerciaux autonomes circulant en peloton. Les tests 36 https://globalnews.ca/news/5285857/beaumont-autonomous-shuttle-no-driver/ 37 https://www.toronto.ca/services-payments/streets-parking-transportation/automated-vehicles/automated-vehicles-background/ 38 https://www.avinhub.ca/fr/sites-regionaux-de-developpement-de-technologies/ 39 https://electricautonomy.ca/2019/09/17/canadas-autonomous-vehicle-pilots/ 40 https://www.toronto.ca/services-payments/streets-parking-transportation/automated-vehicles/automated-vehicles-pilot- projects/automated-shuttle-trial/ 41 http://transdev.ca/fr/a-propos-de-nous/actualites/transdev-canada-experimente-des-navettes-autonomes-a-montreal/ Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 18
de circulation en peloton se sont déroulés entre le 29 octobre et le 2 novembre 2019 sur des autoroutes du Québec, près de Montréal, de La Tuque, de Trois-Rivières et de Blainville. Le peloton était constitué de deux camions lourds maintenant une distance minimale de 20 mètres entre eux de façon à permettre à une voiture de tourisme de manœuvrer en toute sécurité entre eux. Le peloton a parcouru approximativement 1 000 km sur des autoroutes et dans des conditions de circulation normale. Des opérateurs humains se trouvaient dans les cabines des deux camions tout au long de l’essai, mais lors des futurs essais, un seul conducteur humain prendra place dans la cabine du camion en tête du peloton, lequel sera suivi de camions automatisés42. 42 https://blog.fpinnovations.ca/blog/2018/11/28/groupe-pit-la-circulation-en-peloton-prend-la-route-pour-une-premiere- canadienne/?lang=fr Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 19
Répercussions sur les entreprises Il n’est vraiment pas exagéré de dire que les VCA auront un impact majeur sur les entreprises. Les ventes mondiales de VCA augmenteront et devraient atteindre 172 milliards de dollars américains d’ici 202443. Les questions portant sur le moment où les véhicules autonomes arriveront enfin sur le marché ont cédé la place aux prévisions quant au moment où les véhicules entièrement autonomes seront disponibles et aux pays qui seront les mieux placés pour inaugurer l’ère des VCA. Le secteur de l’automobile lui-même est un bon exemple de l’incidence qu’auront les VCA. Les sociétés Ford et General Motors, ainsi que la plupart des fabricants d’équipement d’origine, conviennent que le secteur de l’automobile changera plus au cours des 5 à 10 prochaines années qu’il ne l’a fait au cours des 50 dernières. Bon nombre de fabricants d’équipement d’origine envisagent de se lancer dans les services de transport, supposant que ce secteur sera plus lucratif que la construction et la vente de véhicules. Le secteur de l’information et des communications sera probablement le plus grand gagnant. Il est prévu que les données recueillies à partir d’un VCA vaudront de 3 à 10 fois la valeur du véhicule lui-même. Elles comprendront notamment des données sur les occupants du véhicule, tandis que les capteurs tournés vers l’extérieur du véhicule permettront de recueillir des données sur les autres véhicules et les piétons. Dans un cas pratique probable, ces données pourront être combinées à des données massives et analysées dans le but de diffuser des publicités microciblées. Étant donné les sommes faramineuses générées par les publicités diffusées dans les médias sociaux, les données provenant des VCA constitueront une importante matière première pour ces plateformes. Cette situation soulève deux grandes questions stratégiques : la propriété des données et la protection de la vie privée, dont les répercussions et les solutions sont encore à l’étude. Le secteur de l’assurance évalue sérieusement la meilleure approche à adopter à l’égard de l’arrivée imminente des VCA. Le Bureau d’assurance du Canada, qui dirige l’initiative du secteur, a publié un rapport sur l’assurance et l’avenir de la mobilité44. Dans le but de faciliter le traitement des réclamations en responsabilité, ce rapport recommande notamment d’établir une seule police d’assurance couvrant la négligence du conducteur et les défaillances techniques du véhicule automatisé. L’approche globale du secteur est encore en grande partie inachevée, et elle évolue à mesure que des véhicules entièrement autonomes sont mis en circulation. 43 https://assets.kpmg/content/dam/kpmg/xx/pdf/2019/02/2019-autonomous-vehicles-readiness-index.pdf 44 « Assurance automobile des véhicules automatisés : Préparons-nous pour la mobilité de l’avenir ». Bureau d’assurance du Canada, 2019. http://assets.ibc.ca/Documents/The-Future/Automated-Vehicle-Report-FR.pdf. Conseil des technologies de l’information et des communications www.ictc-ctic.ca 20
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